“嫦五”月轨交会对接微波雷达研制团队:10年坚守换成功对接
2021-03-18
“嫦五”月轨交会对接微波雷达研制团队:十年磨一剑为嫦娥五号装“泊车雷达”在距离地球38万公里外的月球轨道,让两个飞行器进行交会对接,这对普通人来说是难以想象的事情;但

  “嫦五”月轨交会对接微波雷达研制团队:

  十年磨一剑 为嫦娥五号装“泊车雷达”

  在距离地球38万公里外的月球轨道,让两个飞行器进行交会对接,这对普通人来说是难以想象的事情;但在航天系统工程思路的指引下,航天人将这种不可能变成了可能。而进行两个飞行器的交会对接仅仅是嫦娥五号探测器探月任务中的一个环节,该系统工程的复杂程度之高、技术难度之大可想而知。中国航天科技集团有限公司五院西安分院(以下简称西安分院)的交会对接微波雷达研制团队,就是嫦娥五号这项系统工程队伍中的一支重要力量。嫦娥五号交会对接微波雷达是轨道器和上升器之间交会对接所用的测量敏感器,为交会对接的高精度姿轨控系统提供两个飞行器之间的相对距离、速度、角度等信息,并具备空空通信功能,是交会对接的关键测量手段,相当于在嫦娥五号着陆器上安装了一部“泊车雷达”。

  文、图/广州日报全媒体记者 肖欢欢 通讯员 张学良、苏宏伟、郭立平

  从2011年开始,西安分院交会对接微波雷达研制团队历时一年完成了原理样机的研制任务,提出了交会对接的微波测量与通信系统及方法,并在竞争中取得了嫦娥五号交会对接微波雷达的研制任务;2012年,该院又完成了工程样机的研制任务,并确定了关键的技术路径和指标;2013年,西安分院正式开始交会对接微波雷达初样产品的研制,到2016年6月完成了两套正样交会对接微波雷达的研制任务。

  多专业协作打造“豪配”单机

  西安分院研制团队面临的是在实现产品功能和指标要求的同时,还要满足探测器总体对于卫星重量和功耗的严苛指标。从嫦娥五号探测器的角度来说,交会对接微波雷达仅仅是一台单独的产品,但是这台产品却涵盖了近10台复杂单机产品的功能,原来,这套系统级的雷达产品具备测距、测速、测角、通信四项功能,可以说交会对接微波雷达是一台“豪配”级的单机。

  据西安分院该雷达研制负责人钟兴旺介绍,各单位专业人员在研制过程中的紧密配合,团队将伺服控制和信号处理功能整合设计在一起,大大提高了产品的集成化程度。

  实现100公里到0.2米通信

  要在38万公里外的月球轨道实现交会对接,就要充分考虑该雷达工作的月球轨道环境。按照任务要求,交会对接微波雷达需要在100公里到0.2米的范围内实现对接通信,项目组为此设计了微波雷达近距离无线对接通信暗室试验。在试验过程中,研制人员采用了微波雷达全套正样产品,在模拟两器相对运动的状态下,对整个微波雷达系统的功能和控制流程都进行了完整而全面的测试验证。

  10年坚守换来成功对接

  2014年,嫦娥五号交会对接微波雷达外场挂飞试验在机场进行。挂飞试验定在早晨的7时,当天凌晨3时,挂飞试验队员准时醒来前往机场待命。但由于天气原因,挂飞试验改在当天下午进行。

  到了下午3时,守候在捕获跟踪现场的试验队员得到起飞消息,早早地就将一切准备就绪,只等着实时信号的出现;随后,目标信号准时出现在监视器上,微波雷达也充满灵性地上下俯仰转动,执着地跟踪着目标,这意味着嫦娥五号交会对接微波雷达的外场挂飞试验取得成功,充分验证了交会对接微波雷达的工作性能。

  而从2010年开始方案论证到2020年嫦娥五号探测器成功发射并实现交会对接,西安分院研制团队经历了整整10年。

  交会对接微波雷达将为我国探月三期工程中的返回发挥重要的作用,而西安分院研制团队也以过去这十年的坚守,为嫦娥五号探测器的一飞冲天贡献出重要力量。